JP6729605B2 - 炭化珪素単結晶基板 - Google Patents
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Description
本開示の目的は、歪みが低減された炭化珪素単結晶基板を提供することである。
本開示によれば、歪みが低減された炭化珪素単結晶基板を提供することができる。
まず、本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を[]、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示している。負の指数については、結晶学上、”−”(バー)を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
以下、図面に基づいて本開示の実施形態の詳細について説明する。まず、実施形態に係る炭化珪素単結晶基板10の構成について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
炭化珪素単結晶基板10の3次元的な歪みは、たとえばBruker社製のエネルギー分散型X線回折装置(型番:D2 CRYSO)を用いることにより定量的に評価することができる。図3に示されるように、X線照射部5および検出器6が第1主面11に対面するように配置される。X線照射部5は、第1主面11に対してX線を照射可能に構成されている。X線照射部5は、たとえばX線管球(ロジウム)を含む。X線照射部5は、たとえば白色X線を照射可能に構成されている。検出器6は、第1主面11からの回折X線を検出可能に構成されている。検出器6は、たとえばエネルギー分散型検出器である。
図4に示されるように、第1主面11の中心Oを含む第1測定領域31から見て、[−1−120]方向にX線照射部5が配置される。第1主面11に対して垂直な方向から見て、[11−20]方向、[−1100]方向、[−1−120]方向および[1−100]方向を、それぞれ0°、90°、180°および270°と仮定する。X線照射部5は、第1主面11に対して垂直な方向から見て、180°の位置に配置される。X線照射部5から、入射X線7が第1測定領域31に対して照射される。第1主面11の中心Oを含む第1測定領域31から見て、[11−20]方向に検出器6が配置される。言い換えれば、第1主面11に対して垂直な方向から見て、0°の位置に検出器6が配置される。第1測定領域31において回折された回折X線8が、検出器6により測定される。
図21に示されるように、炭化珪素単結晶インゴットの製造装置100は、坩堝74と、断熱材60と、炉体76と、第1加熱部41と、第2加熱部42と、第3加熱部43と、第4加熱部44と、第5加熱部45と、第1放射温度計51と、第2放射温度計52と、第3放射温度計53と、第4放射温度計54と、第5放射温度計55とを主に有している。坩堝74は、種結晶保持部70と、原料収容部71とを有している。第1加熱部41と、第2加熱部42と、第3加熱部43と、第4加熱部44と、第5加熱部45とは、断熱材60の内部に配置されている。断熱材60は、炉体76の内部に配置されている。第1放射温度計51と、第2放射温度計52と、第3放射温度計53と、第4放射温度計54と、第5放射温度計55とは、炉体76の外部に配置されている。
図21に示されるように、炭化珪素原料73が、原料収容部71内に設けられる。炭化珪素原料73は、たとえば多結晶炭化珪素の粉末である。種結晶72は、たとえば接着剤を用いて種結晶保持部70に固定される。種結晶72は、たとえばポリタイプ4Hの六方晶炭化珪素単結晶からなる。種結晶72の表面の直径は、たとえば100mm以上であり、好ましくは150mm以上である。種結晶72の表面は、たとえば(0001)面が0.5°以上8°以下傾斜した面である。種結晶72は、炭化珪素原料73の表面82に対面するように配置される。以上のように、坩堝74内に、種結晶72および炭化珪素原料73が配置される。
Claims (4)
- (0001)面が<11−20>方向に傾斜した主面を備え、
前記主面に対して垂直な方向から見て、[11−20]方向に検出器を配置し、[−1−120]方向に対して±15°以内の方向から、前記主面の中心を含む第1測定領域に対してX線を照射して、前記第1測定領域からの回折X線を前記検出器により測定した場合、バックグラウンド強度に対する、6.9keVから11.7keVまでの範囲における回折X線の第1強度プロファイルの最大強度の比率が、1500以上であり、かつ、
前記主面に対して垂直な方向から見て、[−1100]方向と平行な方向に前記検出器を配置し、[1−100]方向に対して±6°以内の方向から、前記第1測定領域にX線を照射して、前記第1測定領域からの回折X線を前記検出器により測定した場合、バックグラウンド強度に対する、8.0keVから9.5keVまでの範囲における回折X線の第2強度プロファイルの最大強度の比率が、1500以上であり、
前記主面に対して垂直な方向から見て、[11−20]方向に前記検出器を配置し、前記X線の照射位置を[−1−120]方向に対して±15°以内の範囲で変化させた場合、6.9keVから11.7keVまでの範囲における前記第1強度プロファイルが最大値を示すエネルギーの最大値と最小値との差の絶対値は、0.06keV以下である、炭化珪素単結晶基板。 - 前記主面に対して垂直な方向から見て、前記検出器を[−1100]方向と平行な方向に配置し、前記X線の照射位置を[1−100]方向に対して±6°以内の範囲で変化させた場合、8.0keVから9.5keVまでの範囲における前記第2強度プロファイルが最大値を示すエネルギーの最大値と最小値との差の絶対値は、0.08keV以下である、請求項1に記載の炭化珪素単結晶基板。
- 前記主面の最大径は、100mm以上であり、
前記主面に対して垂直な方向から見て、[11−20]方向に前記検出器を配置し、[−1−120]方向に対して±15°以内の方向から、前記主面の外縁から10mmの位置を含む第2測定領域にX線を照射して、前記第2測定領域からの回折X線を前記検出器により測定した場合、バックグラウンド強度に対する、6.9keVから11.7keVまでの範囲における回折X線の第3強度プロファイルの最大強度の比率が、1500以上であり、かつ、
前記主面に対して垂直な方向から見て、[−1100]方向に前記検出器を配置し、[1−100]方向に対して±6°以内の方向から、前記第2測定領域にX線を照射して、前記第2測定領域からの回折X線を前記検出器により測定した場合、バックグラウンド強度に対する、8.0keVから9.5keVまでの範囲における回折X線の第4強度プロファイルの最大強度の比率が、1500以上であり、
前記主面に対して垂直な方向から見て、前記検出器を[11−20]方向に配置し、前記X線の照射位置を[−1−120]方向に対して±15°以内の範囲に変化させた場合、6.9keVから11.7keVまでの範囲における前記第3強度プロファイルが最大値を示すエネルギーの最大値と最小値との差の絶対値は、0.06keV以下である、請求項1または請求項2に記載の炭化珪素単結晶基板。 - 前記主面に対して垂直な方向から見て、前記検出器を[−1100]方向と平行な方向に配置し、前記X線の照射位置を[1−100]方向に対して±6°以内の範囲で変化させた場合、8.0keVから9.5keVまでの範囲における前記第4強度プロファイルが最大値を示すエネルギーの最大値と最小値との差の絶対値は、0.08keV以下である、請求項3に記載の炭化珪素単結晶基板。
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